20世紀(jì)90年代起提出的智能機(jī)床，目前還沒有一致認(rèn)可的定義，一般認(rèn)為：智能加工的機(jī)床應(yīng)具備的基本功能：①感知功能；②決策功能；③控制功能；④通信功能；⑤學(xué)習(xí)功能等。

    美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(NIST )下屬的制造工程實(shí)驗(yàn)室(MEL)、美國辛辛那提-朗姆(Cincinnati-Lamb）公司、瑞士的米克朗(Mikron )公司和英國漢普郡大學(xué)(New Hampshire)等都對智能機(jī)床進(jìn)行了研究，其中以MEL的定義最具代表性，他們認(rèn)為智能機(jī)床是具有如下功能的數(shù)控機(jī)床或加工中心：

    (1)能夠感知其自身的狀態(tài)和加工能力并能夠進(jìn)行自我標(biāo)定。這些信息將以標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的形式存儲(chǔ)在不同的數(shù)據(jù)庫中，以便機(jī)床內(nèi)部的信息流動(dòng)、更新和供操作者查詢。這主要用于預(yù)測機(jī)床在不同的狀態(tài)下所能達(dá)到的加工精度。

    (2)能夠監(jiān)視和優(yōu)化自身的加工行為。它能夠發(fā)現(xiàn)誤差并補(bǔ)償誤差（自校準(zhǔn)、自診斷、自修復(fù)和自調(diào)整），使機(jī)床在最佳加工狀態(tài)下完成加工。更進(jìn)一步，它所具有的智能組件能夠預(yù)測出即將出現(xiàn)的故障，以提示機(jī)床需要維護(hù)和進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷。

    (3)能夠?qū)λ庸すぜ馁|(zhì)量進(jìn)行評估。它可以根據(jù)在加工過程中獲得的數(shù)據(jù)或在線測量的數(shù)據(jù)估計(jì)出最終產(chǎn)品的精度。

    (4)具有自學(xué)習(xí)的能力。它能夠根據(jù)加工中和加工后獲得的數(shù)據(jù)（如從測量機(jī)上獲得的數(shù)據(jù)）更新機(jī)床的應(yīng)用模型。

    日本在自動(dòng)化領(lǐng)域的研究一向比較超前和領(lǐng)先，在智能加工、智能機(jī)床方面也不例外。其中，Mazak公司對智能機(jī)床的定義是：機(jī)床能對自己進(jìn)行監(jiān)控，可自行分析眾多與機(jī)床、加工狀態(tài)、環(huán)境有關(guān)的信息及其他因素，然后自行采取應(yīng)對措施保證最優(yōu)化的加工。換句話說，智能機(jī)床應(yīng)可以發(fā)出信息和自行進(jìn)行思考，達(dá)到自行適應(yīng)柔性和高效生產(chǎn)系統(tǒng)的要求。

    2003年在米蘭舉辦的EMO展覽會(huì)上，瑞士米克朗公司首次推出智能機(jī)床的概念。智能機(jī)床的概念是通過各種功能模塊（軟件和硬件）來實(shí)現(xiàn)的。首先必須通過這些模塊建立人與機(jī)床互動(dòng)的通信系統(tǒng)，將大量的加工相關(guān)信息提供給操作人員；其次，必須向操作人員提供多種工具使其能優(yōu)化加工過程，顯著改善加工效能；第三，必須能檢查機(jī)床狀態(tài)并能獨(dú)立地優(yōu)化銑削工藝，提高工藝可靠性和工件加工質(zhì)量。智能機(jī)床模塊有

    （1) APS高級工藝控制模塊(Advanced Process System)。APS通過銑削中對主軸振動(dòng)的監(jiān)測實(shí)現(xiàn)對工藝的優(yōu)化。高速加工中的核心部件電主軸，在高速加工中起著至關(guān)重要的作用，其制造精度和加工性能直接影響零件的加工質(zhì)量。米克朗公司在電主軸中增加振動(dòng)監(jiān)測模塊，它能實(shí)時(shí)地記錄每一個(gè)程序語句在加工時(shí)主軸的振動(dòng)量，并將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)控系統(tǒng)，工藝人員可通過數(shù)控系統(tǒng)顯示的實(shí)時(shí)振動(dòng)變化了解每個(gè)程序段中所給出的切削參數(shù)的合理性，從而可以有針對性地優(yōu)化加工程序。APS模塊的優(yōu)點(diǎn)是：①改進(jìn)了工件的加工質(zhì)量；②增加了刀具的使用壽命；③檢測刀柄的平衡程度；④識(shí)別危險(xiǎn)的加工方法；⑤延長主軸的使用壽命；⑥改善加工工藝的可靠性。

    （2）OSS操作者輔助模塊（Operator Support System）。OSS模塊就像集成在數(shù)控系統(tǒng)中的專家系統(tǒng)一樣，它是米克朗公司幾十年銑削經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶。這套專家系統(tǒng)對于初學(xué)者具有極大的幫助作用。在進(jìn)行一項(xiàng)加工任務(wù)之前，操作者可以根據(jù)加工任務(wù)的具體要求，在數(shù)控系統(tǒng)的操作界面中選擇速度優(yōu)先、表面粗糙度優(yōu)先、加工精度優(yōu)先還是折中目標(biāo)，機(jī)床根據(jù)這些指令調(diào)整相關(guān)的參數(shù)，優(yōu)化加工程序，從而達(dá)到更理想的加工結(jié)果。

    （3）SPS主軸保護(hù)模塊（Spindle Protection System）。傳統(tǒng)的故障檢修工作都是在發(fā)生損壞時(shí)才進(jìn)行的，這導(dǎo)致機(jī)床意外減產(chǎn)和維護(hù)成本居高不下。預(yù)防性維護(hù)的前提是能很好地掌握機(jī)床和機(jī)床零部件狀況，而監(jiān)測主軸工作情況是關(guān)鍵。SPS支持實(shí)時(shí)檢查，因此它使機(jī)床可以有效保養(yǎng)和有效檢修故障。SPS模塊的優(yōu)點(diǎn)是：①自動(dòng)監(jiān)測主軸狀況；②能及早發(fā)現(xiàn)主軸故障；③最佳地計(jì)劃故障檢修時(shí)間，因此可避免主軸失效后的長時(shí)間停機(jī)。

    (4) ITC智能熱控制模塊（Intelligent Thermal Control）。高速加工中熱量的產(chǎn)生是不可避免的，優(yōu)質(zhì)的高速機(jī)床會(huì)在機(jī)械結(jié)構(gòu)和冷卻方式上作相關(guān)的處理，但不可能百分之百地解決問題。所以在高度精確的切削加工中，通常需要在開機(jī)后空載運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，待機(jī)床達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)后再開始加工，或者在加工過程中人為地輸入補(bǔ)償值來調(diào)整熱漂移。米克朗公司通過長期對切削熱對加工造成影響的研究，積累了大量的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。內(nèi)置了這些經(jīng)驗(yàn)值的ITC模塊能自動(dòng)處理溫度變化造成的誤差，從而不需要過長的預(yù)熱時(shí)間，也不需要操作人員的手工補(bǔ)償。

    (5) RNS移動(dòng)通信模塊(Remote Notification System)。為了更好地保障無人化自動(dòng)加工的安全可靠性，米克朗將移動(dòng)通信技術(shù)運(yùn)用到機(jī)床上。只要給機(jī)床配置SIM卡，便可以按照設(shè)定的程序，實(shí)時(shí)地將機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)（如加工完畢或出現(xiàn)故障等），發(fā)送信息到存儲(chǔ)在機(jī)床聯(lián)系人表里的相關(guān)人員的手機(jī)上。

    （6）SIGMA工藝鏈管理模塊（Cell and Workshop Management System）。SIGMA用于生成和管理訂單、圖樣和零件數(shù)據(jù)，集中管理銑削和電火花加工，定制產(chǎn)品所涉及的技術(shù)規(guī)格信息。此外，還能收集和管理工件及預(yù)定位置處的信息，如用于加工過程的NC程序和工件補(bǔ)償信息，并將這些信息通過網(wǎng)絡(luò)提供給其他系統(tǒng)。

    SIGMA模塊的功能將根據(jù)需要不斷地?cái)U(kuò)展，目前主要是作為車間單元管理模塊用于米克朗銑削單元的管理。可根據(jù)需要，增加一個(gè)或多個(gè)測量設(shè)備或所需數(shù)量的加工中心。最終，整個(gè)工藝鏈全部通過多機(jī)管理系統(tǒng)控制。

    通常，SIGMA模塊安裝在米克朗機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)上或測量設(shè)備計(jì)算機(jī)上。但如果測量設(shè)備負(fù)荷較重或機(jī)床與測量設(shè)備間距離較大的話，建議增加一個(gè)終端。由于SIGMA模塊采用開放架構(gòu)，因此，它可以管理所有阿奇夏米爾公司生產(chǎn)的機(jī)床。

    智能機(jī)床模塊可用于所有已運(yùn)行Heidenhain數(shù)控系統(tǒng)的米克朗機(jī)床上。有些模塊已經(jīng)成為機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)配置，有些模塊還屬于可選配置，用戶可以選擇最能提高其銑削工藝的模塊。2005年在漢諾威舉辦的EMO展覽會(huì)上，更多的機(jī)床標(biāo)上了"Smart Machine"的字樣，應(yīng)用新標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的UCP600 Vario加工中心還加裝了托盤交換裝置和新的刀具交換塔，其柔性化、自動(dòng)化和智能化程度得到進(jìn)一步的提高。

    2006年，在美國舉辦的第26屆芝加哥國際機(jī)床制造技術(shù)展覽會(huì)(IMTS 2006 )上，日本Mazak公司以“智能機(jī)床”(Intelligent Machine)的名稱，展出了聲稱具有四大智能的數(shù)控機(jī)床。這四大智能分別是：

    （1)主動(dòng)振動(dòng)控制(Active Vibration Control)—將振動(dòng)減至最小。切削加工時(shí)，各坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的加／減速度產(chǎn)生的振動(dòng)，影響加工精度、表面粗糙度、刀具磨損和加工效率。具有此項(xiàng)智能的機(jī)床可使振動(dòng)減至最小。例如，在進(jìn)給量為3000mm/min，加速度為0.43g時(shí)，最大振幅由4 um減至1um。

    （2)智能熱屏障（Intelligent Thermal Shield)—熱位移控制。由于機(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作產(chǎn)生的熱量及室內(nèi)溫度的變化會(huì)產(chǎn)生定位誤差，此項(xiàng)智能可對這些誤差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，使其值為最小。

     (3)智能安全屏障(Inteligent Safety Shield)—防止部件碰撞。當(dāng)操作工人為了調(diào)整、測量、更換刀具而手動(dòng)操作機(jī)床時(shí)，一旦“將”發(fā)生碰撞（即在發(fā)生碰撞前的一瞬間），運(yùn)動(dòng)機(jī)床立即自行停止。

    (4)馬扎克語音提示（Mazak Voice Adviser)—語音信息系統(tǒng)。當(dāng)工人手動(dòng)操作和調(diào)整時(shí)，用語音進(jìn)行提示，以減少由于工人失誤而造成的問題。

    在IMTS 2006上，日本Okuma公司展出了名為“thinc”的智能數(shù)字控制系統(tǒng)(Intelligent Numerical Control System). Okuma公司說將智能數(shù)字控制系統(tǒng)定名為"thinc"，是取英文"think"（思想）的諧音，表明它已具備思維能力。

    Okuma聲稱，"thinc"不僅可以在不受人的干預(yù)下對變化了的情況做出“聰明的決策”(smart decision)，并且到達(dá)用戶廠后還會(huì)以增量的方式在應(yīng)用中不斷自行增長（不像目前的CNC那樣到用戶廠后功能就開始“凍結(jié)”和過時(shí)），變得更加自適應(yīng)變化的情況和需求，更加容錯(cuò)，更容易編程和使用。總之，在不受人工干預(yù)下達(dá)到更高的生產(chǎn)率。這一切均不需Okuma介入，用戶和機(jī)床逐漸走向“自治”（autonomy）。

    Okuma公司還聲稱，“thinc"是基于PC的，采用的都是國際標(biāo)準(zhǔn)的硬件，操作系統(tǒng)是Windows2000 SP4 0這樣，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，用戶可以自行升級換代。